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谈一谈:导热材料在新能源汽车行业中的应用

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发表于 2021-4-12 11:22:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
蚕丝被

近几年新能源汽车产业发展迅速,新能源汽车市场早已成为各大车企的兵家必争之地。 导热凝胶相对于导热垫片,更柔软且具有更好的表面亲和性,可以压缩至非常低的厚度,使传热效率显著提升,最低可以压缩到0.1mm,此时的热阻可以在0.08℃·in2/W - 0.3 ℃·in2/W,可以到达部分硅脂的性能。另外,导热凝胶几乎没有硬度,使用后对设备不会产生内应力。


动力电池作为新能源汽车最重要的零部件,其安全性和可靠性是新能源汽车生产、研发、制造及使用过程中的关键问题,直接影响着整个新能源汽车行业的有序发展。

然而新能源汽车电池安全之痛,是锂电池本身材料特性和国内自身产业链特点造成的长痛,也是当前阶段电池热控制技术需要解决的短痛。

近两年来,电动汽车的安全事故不断升级、频繁发生,且发生多起大规模召回事件,起因多是动力电池系统存在安全隐患,引起各新能源汽车相关企业高度关注。

        5月8日,广东东莞塘厦镇田心社区一充电站内一辆小轿车在充电时起火

5月7日,浙江杭州一辆新能源汽车撞向护栏,30秒内起火至全车燃烧

5月4日,浙江杭州一辆新能源车发生自燃,现场浓烟弥漫

4月28日凌晨,深圳塘尾新能源汽车充电站发生一起车辆起火爆炸事件

目前业内还没有掌握锂电池的起火规律,不过在此之前,把控锂电池的能量密度、安全性和长寿命的平衡关系是不能忽视的问题。

新能源汽车锂电池包作为汽车的主要储能元件,电池包内的温度环境对电芯的可靠性、寿命及性能都有着很大的影响,因此,需要将电池包内温度维持在一定的范围。

在动力电池包中,电芯在充放电过程中会产生一定的热量,如果不及时散热,电芯内部的温度就会持续升高,加速电芯老化。




仿真结果:放电一小时,温度截图云面

当超过一定温度时,电芯内部的隔膜会失效,导致电池热失控,从而引发电芯燃烧爆炸等事故。当电芯温度偏低时,电芯的内阻加大,影响性能;温度过低时甚至触发保护机制无法启动。

电芯一致性也是衡量电池包性能的重要指标,电芯温度差异过大会影响一致性,进而影响充放电性能。为了提高锂离子动力电池的寿命、安全及可靠性,电池包的热管理显得尤为重要。

随着新能源汽车市场竞争日趋白热化,作为新能源汽车引领者, 中国汽车行业龙头企业的比亚迪,也感受到了来自特斯拉、北汽新能源等汽车厂商的竞争压力。

数据来源:2019《互联网周刊》N研究院

不同车辆行驶环境下,热管理系统的可靠性,以及对电池温度的控制范围是行业技术竞争力的主要体现。为保持企业竞争地位,抢占市场的制高点,比亚迪需要在新能源汽车热管理系统领域做出成绩。

然而目前广泛应用的导热材料,如导热硅脂、导热粘接胶、导热垫片、相变导热材料等对于新能源电动汽车应用来说,并不完全适用。电动汽车对导热性能、应用工艺、可靠性、成本等有着独特的需求,这些需求有别于一般电子产品应用。

磷酸铁锂硬壳电芯电池包结构

作为国内知名的导热材料研发,生产,销售为一体的企业,傲川一直以来都是领先者,其凭借完整的产业链优势,以及大量的研发投入,产品覆盖了新能源汽车、网络通讯、汽车电子、安防、IT、电源等行业。

为了提高电动汽车电池组散热效率,傲川为比亚迪提供一系列新能源动力汽车电池包热设计方案,定向研发了专用的回弹性、拉伸和撕裂强度高,低密度的导热界面材料。

动力电池包直冷结构散热方式中成品应用:UT200导热垫片,该垫片具有超柔软,高压缩性, 单面自粘, 玻纤布增强材料强度,可冲孔不变形, 防刺穿及高电气绝缘性

该系列导热界面材料自2014年应用的第一台纯电动车下线以来,后期又陆续应用在比亚迪全系新能源车型(秦、唐、宋、元、E5、E6),为新能源电池包保驾护航。

T120RT150RT200R及TF系列导热凝胶是傲川科技为新能源锂电池包定向开发的导热界面材料。




T系列导热硅胶片及TF系列导热凝胶

产品性能数据

        高拉伸撕裂强度:拉伸强度>15M,撕裂强度>70 N

高压缩回弹性:双85条件下压缩50%,测试1000H回弹率大于75%

低密度:最低175

该系列产品专门针对新能源电动汽车设计,其性能和工艺完美匹配新能源汽车电池系统,属高性能导热界面材料。可复合玻纤、I等辅助增强材料,双组份导热凝胶具有低密度,低应力等特点,可实现大规模自动化生产。抗老化测试演算使用寿命超过10年以上,针对性解决了电池包热性能、抗震、防火、减重的行业需求。

T120RT150RT200R及TF系列导热凝胶系列聚多种优势于一身,目前已为多家行业知名厂商所采用。傲川始终致力于为客户提供稳定可靠的产品品质及一流的技术服务,同时竭诚期待为新能源电动汽车行业做出更多的贡献。
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